لقد أسرت المعادن الثمينة عقول الناس لعدة قرون، والذين هم على استعداد لدفع مبالغ ضخمة مقابل المنتجات المصنوعة منها، ولكن المعدن المعني لا يستخدم في إنتاج المجوهرات. الأوزميوم هو أثقل مادة على وجه الأرض، ويصنف على أنه معدن ثمين أرضي نادر. نظرًا لكثافتها العالية ، تتمتع هذه المادة بوزن كبير. هل الأوزميوم هو أثقل مادة (من بين المواد المعروفة) ليس فقط على كوكب الأرض، ولكن أيضًا في الفضاء؟

هذه المادة عبارة عن معدن أزرق رمادي لامع. على الرغم من أنه ممثل لعائلة المعدن النبيلة، إلا أنه لا يمكن صنع المجوهرات منه، لأنه صعب للغاية، وفي نفس الوقت، هش. وبسبب هذه الصفات، يصعب تصنيع الأوسيميوم، ويجب أن نضيف إلى ذلك وزنه الكبير. إذا وزنت مكعبًا مصنوعًا من الأوسيميوم (طول ضلعه 8 سم) وقارنته بوزن دلو مملوء بالماء سعة 10 لتر، فسيكون الأول أثقل من الثاني بمقدار 1.5 كجم.

تم اكتشاف أثقل مادة على وجه الأرض في بداية القرن الثامن عشر، وذلك بفضل التجارب الكيميائية التي أجريت على خام البلاتين عن طريق إذابة الأخير في الماء الملكي (خليط من أحماض النيتريك والهيدروكلوريك). نظرًا لأن الأوسيميوم لا يذوب في الأحماض والقلويات، ويذوب عند درجة حرارة تزيد قليلاً عن 3000 درجة مئوية، ويغلي عند 5012 درجة مئوية، ولا يغير بنيته عند ضغط 770 جيجا باسكال، فيمكن اعتباره بكل ثقة أقوى مادة على وجه الأرض. .

لا توجد رواسب الأوزميوم في الطبيعة في شكلها النقي، بل توجد عادة في مركبات مع مواد كيميائية أخرى. محتواه في القشرة الأرضية لا يكاد يذكر، واستخراجه يتطلب عمالة كثيفة. ولهذه العوامل تأثير كبير على تكلفة الأوزميوم، فسعره مذهل، لأنه أغلى بكثير من الذهب.

نظرًا لتكلفتها العالية، لا يتم استخدام هذه المادة على نطاق واسع للأغراض الصناعية، ولكن فقط في الحالات التي يتم فيها تحديد استخدامها بأقصى فائدة. بفضل مزيج الأوزميوم مع المعادن الأخرى، تزداد مقاومة التآكل لهذه الأخيرة، ومتانتها ومقاومتها للضغط الميكانيكي (الاحتكاك والتآكل للمعادن). وتستخدم هذه السبائك في الصناعات الصاروخية والعسكرية والطيران. يتم استخدام سبيكة من الأوزميوم والبلاتين في الطب لتصنيعها الأدوات الجراحيةويزرع. إن استخدامه له ما يبرره في إنتاج أدوات حساسة للغاية وحركات الساعات والبوصلات.

والحقيقة المثيرة للاهتمام هي أن العلماء يجدون الأوزميوم مع معادن ثمينة أخرى في التركيب الكيميائي النيازك الحديدية، سقط على الأرض. فهل هذا يعني أن هذا العنصر هو أثقل مادة على الأرض وفي الفضاء؟

هذا أمر صعب القول. النقطة المهمة هي أن الظروف الفضاء الخارجيتختلف تمامًا عن تلك الموجودة على الأرض، فقوة الجاذبية بين الأجسام قوية جدًا، مما يؤدي بدوره إلى زيادة كبيرة في كثافة بعض الأجسام الفضائية. أحد الأمثلة على ذلك هو النجوم، والتي تتكون من النيوترونات. وفقًا للمعايير الأرضية، يعد هذا وزنًا ضخمًا في ملليمتر مكعب واحد. وهذه ليست سوى حبات المعرفة التي تمتلكها البشرية.

أغلى وأثقل مادة على وجه الأرض هي الأوزميوم 187، وتبيعها كازاخستان فقط في السوق العالمية، لكن هذا النظير لم يستخدم بعد في الصناعة.

يعد استخراج الأوسيميوم عملية كثيفة العمالة، ويستغرق الحصول عليه في شكل استهلاكي تسعة أشهر على الأقل. وفي هذا الصدد، يبلغ الإنتاج السنوي من الأوزميوم في العالم حوالي 600 كيلوغرام فقط (وهذا قليل جدًا مقارنة بإنتاج الذهب الذي يقدر بآلاف الأطنان سنويًا).

يتم ترجمة اسم أقوى مادة "الأوزميوم" على أنها "رائحة" ، لكن المعدن نفسه لا رائحة له ، لكن الرائحة تظهر أثناء أكسدة الأوزميوم ، وهي كريهة تمامًا.

لذلك، من حيث الثقل والكثافة على الأرض، لا يوجد مساوٍ للأوزميوم، ويوصف هذا المعدن أيضًا بأنه الأندر والأغلى والأكثر متانة والأكثر تألقًا، ويقول الخبراء أيضًا إن أكسيد الأوزميوم له سمية قوية جدًا.

لقد سعى الإنسان دائمًا إلى إيجاد مواد لا تترك فرصة لمنافسيه. منذ القدم، يبحث العلماء عن أصعب المواد في العالم، وأخفها وأثقلها. التعطش للاكتشاف أدى إلى الاكتشاف غاز مثاليوجسم أسود تمامًا. نقدم لكم الأكثر مواد مذهلةفى العالم.

1. المادة الأكثر سوادًا

المادة الأكثر سوادًا في العالم تسمى فانتابلاك وتتكون من مزيج من أنابيب الكربون النانوية(انظر الكربون وتعديلاته المتآصلة). ببساطة، تتكون المادة من عدد لا يحصى من “الشعيرات”، وبمجرد دخولها، يرتد الضوء من أنبوب إلى آخر. وبذلك يتم امتصاص حوالي 99.965% تدفق مضيئةولا ينعكس سوى جزء صغير منها للخارج.
يفتح اكتشاف فانتابلاك آفاقًا واسعة لاستخدام هذه المادة في علم الفلك والإلكترونيات والبصريات.

2. المادة الأكثر قابلية للاشتعال

يعتبر ثلاثي فلوريد الكلور أكثر المواد القابلة للاشتعال على الإطلاق معروفة للبشرية. وهو عامل مؤكسد قوي ويتفاعل مع جميع العناصر الكيميائية تقريبًا. يمكن لثلاثي فلوريد الكلور أن يحرق الخرسانة ويشعل الزجاج بسهولة! إن استخدام ثلاثي فلوريد الكلور مستحيل عمليا بسبب قابليته للاشتعال الهائلة واستحالة ضمان الاستخدام الآمن.

3. المادة الأكثر سمية

أقوى سم هو توكسين البوتولينوم. نعرفه تحت اسم البوتوكس، وهو ما يطلق عليه في علم التجميل، حيث وجد تطبيقه الرئيسي. توكسين البوتولينوم هو مادة كيميائيةوالتي تفرزها بكتيريا المطثية الوشيقية. بالإضافة إلى حقيقة أن توكسين البوتولينوم هو المادة الأكثر سمية، فإنه يحتوي أيضا على أعظم الوزن الجزيئي الغراميبين البروتينات. تتجلى السمية الهائلة للمادة في حقيقة أن 0.00002 ملغم دقيقة / لتر فقط من توكسين البوتولينوم تكفي لجعل المنطقة المصابة مميتة للإنسان لمدة نصف يوم.

4. المادة الأكثر سخونة

وهذا ما يسمى ببلازما كوارك غلوون. تم إنشاء المادة عن طريق اصطدام ذرات الذهب بسرعة قريبة من سرعة الضوء. تبلغ درجة حرارة بلازما كوارك غلوون 4 تريليون درجة مئوية. وللمقارنة فإن هذا الرقم أعلى بـ 250 ألف مرة من درجة حرارة الشمس! ولسوء الحظ، فإن عمر المادة يقتصر على تريليون من تريليون من الثانية.

5. أكثر حمض الكاوية

في هذا الترشيح، يصبح حمض الفلوريد الأنتيمون H هو البطل. حمض الفلوريد الأنتيمون هو 2 × 10 16 (مئتي كوينتيليون) مرة أكثر كاوية من حمض الكبريتيك. هذا جدا المادة الفعالةوالتي قد تنفجر إذا تم إضافة كمية قليلة من الماء. أبخرة هذا الحمض سامة مميتة.

6. المادة الأكثر انفجارا

المادة الأكثر انفجارا هي الهيبتانيتروكوبان. أنها مكلفة للغاية وتستخدم فقط ل بحث علمي. لكن الأوكتوجين الأقل انفجارًا يتم استخدامه بنجاح في الشؤون العسكرية وفي الجيولوجيا عند حفر الآبار.

7. المادة الأكثر إشعاعاً

البولونيوم 210 هو أحد نظائر البولونيوم غير الموجود في الطبيعة، ولكن يتم تصنيعه بواسطة الإنسان. تستخدم لإنشاء مصغرة، ولكن في نفس الوقت، جدا مصادر قويةطاقة. وله نصف عمر قصير جدًا، وبالتالي فهو قادر على التسبب في مرض إشعاعي شديد.

8. أثقل مادة

وهذا، بطبيعة الحال، الفوليريت. صلابته أعلى مرتين تقريبًا من صلادة الماس الطبيعي. يمكنك قراءة المزيد عن الفوليريت في مقالتنا أصعب المواد في العالم.

9. أقوى مغناطيس

أقوى مغناطيس في العالم مصنوع من الحديد والنيتروجين. في الوقت الحالي، لا تتوفر تفاصيل حول هذه المادة لعامة الناس، ولكن من المعروف بالفعل أن المغناطيس الفائق الجديد أقوى بنسبة 18٪ من أقوى المغناطيسات المستخدمة حاليًا - النيوديميوم. مغناطيس النيوديميوم مصنوع من النيوديميوم والحديد والبورون.

10. المادة الأكثر سيولة

إن سائل الهيليوم الثاني الفائق ليس له لزوجة تقريبًا عند درجات حرارة قريبة من الصفر المطلق. ترجع هذه الخاصية إلى خاصيتها الفريدة المتمثلة في التسرب والسكب من وعاء مصنوع من أي مادة صلبة. يتمتع الهيليوم II باحتمالات استخدامه كموصل حراري مثالي لا تتبدد فيه الحرارة.

أغلى معدن في العالم وأكثر مادة كثافة على هذا الكوكب

تم النشر في 02/01/2012 (صالح حتى 02/01/2013)

هناك الكثير من المعادن والأحجار الكريمة المختلفة في الطبيعة، والتي تكون تكلفتها مرتفعة للغاية بالنسبة لمعظم سكان الكوكب. لدى الناس، بشكل أو بآخر، فكرة عن الأحجار الكريمة، وهي الأغلى ثمناً والأكثر قيمة. ولكن هذا هو الحال مع المعادن، فمعظم الناس، إلى جانب الذهب والبلاتين، لم يعودوا يعرفون المعادن باهظة الثمن. ما هو أغلى معدن في العالم؟ فضول الناس ليس له حدود، فهم يبحثون عن إجابات للأسئلة الأكثر إثارة للاهتمام. إن معرفة تكلفة أغلى معدن على هذا الكوكب ليس مشكلة، لأن هذه ليست معلومات سرية.

على الأرجح، هذه هي المرة الأولى التي تسمع فيها هذا الاسم - نظير الأوزميوم في سبعينيات القرن التاسع عشر. هذا العنصر الكيميائي هو أغلى معدن في العالم. ربما تكون قد رأيت اسم هذا عنصر كيميائيفي الجدول الدوري برقم 76. نظير الأوزميوم هو المادة الأكثر كثافة على الكوكب. كثافته 22.61 جم/سم3. في ظل الظروف القياسية العادية، يكون الأوزميوم فضي اللون وله رائحة نفاذة. ينتمي هذا المعدن إلى مجموعة معادن البلاتين. ويستخدم هذا المعدن في إنتاج الأسلحة النووية، والأدوية، والفضاء، وأحيانا في المجوهرات.

لكن الآن السؤال الرئيسي– كم تبلغ تكلفة أغلى معدن في العالم؟ والآن تبلغ تكلفته في السوق السوداء 200 ألف دولار للجرام الواحد. نظرًا لأن الحصول على نظير سبعينيات القرن التاسع عشر مهمة صعبة للغاية، فلن يقوم بهذه المهمة سوى عدد قليل من الأشخاص. وفي السابق، في عام 2004، عرضت كازاخستان رسميًا جرامًا واحدًا من نظائر الأوزميوم النقي مقابل 10 آلاف دولار. أصبحت كازاخستان في وقت من الأوقات أول خبير في المعادن باهظة الثمن، ولم تعرض أي دولة أخرى هذا المعدن للبيع.

تم اكتشاف الأوزميوم من قبل الكيميائي الإنجليزي سميثسون تينانت في عام 1804. يتم الحصول على الأوزميوم من المواد الخام المخصبة لمعادن البلاتين عن طريق تكليس هذا التركيز في الهواء عند درجات حرارة 800-900 درجة مئوية. ولا يزال العلماء يضيفون إلى الجدول الدوري، ويحصلون على عناصر ذات خصائص مذهلة.

سيقول الكثيرون أن هناك معدنًا أكثر تكلفة - كاليفورنيا 252. ويبلغ سعر كاليفورنيا 252 6.500.000 دولار للجرام الواحد. ولكن يجدر النظر في حقيقة أن المعروض العالمي من هذا المعدن لا يتجاوز بضعة جرامات. حيث يتم إنتاجه فقط في مفاعلين في روسيا والولايات المتحدة الأمريكية بنسبة 20-40 ميكروجرام سنويًا. لكن خصائصه مثيرة للإعجاب للغاية: 1 ميكروغرام من الكاليفورنيوم ينتج أكثر من 2 مليون نيوترون في الثانية. السنوات الاخيرةويستخدم هذا المعدن في الطب كمصدر نقطي للنيوترونات للعلاج الموضعي للأورام الخبيثة.

لا يزال العالم من حولنا محفوفًا بالعديد من الألغاز، ولكن حتى تلك التي كانت معروفة منذ زمن طويل علماء الظواهروالمواد لا تتوقف أبدًا عن الدهشة والبهجة. نحن نعجب بالألوان الزاهية ونستمتع بالأذواق ونستخدم خصائص جميع أنواع المواد التي تجعل حياتنا أكثر راحة وأمانًا ومتعة. بحثًا عن المواد الأكثر موثوقية وقوية، قام الإنسان بالعديد من الاكتشافات المثيرة، وهنا مجموعة مختارة من 25 مركبًا فريدًا من هذا القبيل!

25. الماس

إذا لم يكن الجميع، فإن الجميع تقريبا يعرفون ذلك بالتأكيد. لا يعد الماس واحدًا من أكثر الأحجار الكريمة احترامًا فحسب، بل إنه أيضًا أحد أصعب المعادن على وجه الأرض. على مقياس موس (مقياس الصلابة الذي يقيم تفاعل المعدن مع الخدش)، يتم إدراج الماس في السطر 10. هناك إجمالي 10 مراكز في المقياس، والعاشر هو الدرجة الأخيرة والأصعب. الماس صلب للغاية لدرجة أنه لا يمكن خدشه إلا بأحجار الماس الأخرى.

24. اصطياد شبكات العنكبوت من نوع Caerostris darwini


الصورة: بيكساباي

من الصعب تصديق ذلك، لكن شبكة عنكبوت كيروستريس دارويني (أو عنكبوت داروين) أقوى من الفولاذ وأصلب من الكيفلار. تم التعرف على هذه الشبكة على أنها الأصعب مادة بيولوجيةفي العالم، على الرغم من أن لديها بالفعل منافسًا محتملاً، إلا أن البيانات لم يتم تأكيدها بعد. تم اختبار ألياف العنكبوت لخصائص مثل إجهاد الكسر، وقوة التأثير، وقوة الشد ومعامل يونغ (خاصية مادة لمقاومة التمدد والضغط أثناء التشوه المرن)، ولكل هذه المؤشرات أظهرت شبكة العنكبوت نفسها بشكل مذهل طريق. بالإضافة إلى ذلك، فإن شبكة عنكبوت داروين خفيفة الوزن بشكل لا يصدق. على سبيل المثال، إذا قمنا بلف كوكبنا بألياف Caerostris darwini، فإن وزن هذا الخيط الطويل سيكون 500 جرام فقط. لا توجد مثل هذه الشبكات الطويلة، لكن الحسابات النظرية مذهلة بكل بساطة!

23. ايروجرافيت


الصورة: بروكينسفير

تعتبر هذه الرغوة الاصطناعية واحدة من أخف المواد الليفية في العالم، وتتكون من شبكة من أنابيب الكربون يبلغ قطرها بضعة ميكرونات فقط. الأيروجرافيت أخف وزنًا من الرغوة بـ 75 مرة، ولكنه في نفس الوقت أقوى بكثير وأكثر مرونة. ويمكن ضغطه إلى 30 مرة ضعف حجمه الأصلي دون أي ضرر لبنيته المرنة للغاية. بفضل هذه الخاصية، يمكن لرغوة الإيرجرافيت أن تتحمل أحمالًا تصل إلى 40.000 مرة ضعف وزنها.

22. زجاج معدن البلاديوم


الصورة: بيكساباي

وقد قام فريق من العلماء من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (بيركلي لاب) بتطويره النوع الجديدزجاج معدني، يجمع بين مزيج مثالي تقريبًا من القوة والليونة. السبب وراء تفرد المادة الجديدة يكمن في حقيقة أن تركيبها الكيميائي يخفي بنجاح هشاشة المواد الزجاجية الموجودة ويحافظ في الوقت نفسه على عتبة تحمل عالية، مما يؤدي في النهاية إلى زيادة قوة الكلال لهذا الهيكل الاصطناعي بشكل كبير.

21. كربيد التنغستن


الصورة: بيكساباي

كربيد التنغستن مادة صلبة بشكل لا يصدق وتتميز بمقاومة عالية للتآكل. في ظل ظروف معينة، يعتبر هذا الاتصال هشا للغاية، ولكن تحت الحمل الثقيل يظهر خصائص بلاستيكية فريدة، تتجلى في شكل أشرطة منزلقة. بفضل كل هذه الصفات، يتم استخدام كربيد التنغستن في صناعة الأطراف الخارقة للدروع والمعدات المختلفة، بما في ذلك جميع أنواع القواطع والأقراص الكاشطة والمثاقب والقواطع ولقم الثقب وأدوات القطع الأخرى.

20. كربيد السيليكون


الصورة: تيا مونتو

يعد كربيد السيليكون أحد المواد الرئيسية المستخدمة في إنتاج الدبابات القتالية. يُعرف هذا المركب بتكلفته المنخفضة ومقاومته المتميزة وصلابته العالية، ولذلك غالبًا ما يستخدم في تصنيع المعدات أو المعدات التي يجب أن تحرف الرصاص أو تقطع أو تطحن المواد المعمرة الأخرى. يصنع كربيد السيليكون مواد كاشطة وأشباه موصلات ممتازة وحتى حشوات مجوهرات تحاكي الماس.

19. نيتريد البورون المكعب


الصورة: ويكيميديا ​​​​كومنز

نيتريد البورون المكعب هو مادة شديدة الصلابة، تشبه صلابة الماس، ولكنها تتمتع أيضًا بعدد من المزايا المميزة - الاستقرار في درجات الحرارة العالية والمقاومة الكيميائية. لا يذوب نيتريد البورون المكعب في الحديد والنيكل حتى عند تعرضه لدرجات حرارة عالية، بينما يدخل الماس تحت نفس الظروف التفاعلات الكيميائيةسريع كفاية. وهذا مفيد بالفعل لاستخدامه في أدوات الطحن الصناعية.

18. البولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي (UHMWPE)، ماركة ألياف Dyneema


الصورة: جوستسيل

يتمتع البولي إيثيلين عالي المعامل بمقاومة تآكل عالية للغاية ومعامل احتكاك منخفض وصلابة عالية للكسر (موثوقية درجات الحرارة المنخفضة). وتعتبر اليوم أقوى مادة ليفية في العالم. الشيء المدهش في هذا البولي إيثيلين هو أنه أخف من الماء ويمكنه إيقاف الرصاص في نفس الوقت! الكابلات والحبال المصنوعة من ألياف داينيما لا تغرق في الماء ولا تحتاج إلى تزييت ولا تغير خصائصها عندما تكون مبللة، وهو أمر مهم جدًا لبناء السفن.

17. سبائك التيتانيوم


الصورة: الخيميائي HP (pse-mendelejew.de)

تتميز سبائك التيتانيوم بأنها قابلة للسحب بشكل لا يصدق وتظهر قوة مذهلة عند تمددها. بالإضافة إلى ذلك، فهي تتمتع بمقاومة عالية للحرارة ومقاومة للتآكل، مما يجعلها مفيدة للغاية في مجالات مثل تصنيع الطائرات والصواريخ وبناء السفن والهندسة الكيميائية والغذائية والنقل.

16. سبيكة معدنية سائلة


الصورة: بيكساباي

تم تطويره عام 2003 في كاليفورنيا المعهد التقني(معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا)، وتشتهر هذه المادة بقوتها ومتانتها. يشير اسم المركب ضمنًا إلى شيء هش وسائل، ولكنه في درجة حرارة الغرفة يكون في الواقع صلبًا للغاية، ومقاومًا للاهتراء، ومقاومًا للتآكل، ويتحول عند تسخينه، مثل اللدائن الحرارية. مجالات التطبيق الرئيسية حتى الآن هي صناعة الساعات ومضارب الجولف وأغطية الهواتف المحمولة (Vertu وiPhone).

15. النانوسليلوز


الصورة: بيكساباي

يتم عزل النانوسليلوز من ألياف الخشب وهو نوع جديد من المواد الخشبية أقوى من الفولاذ! وبالإضافة إلى ذلك، فإن النانوسليلوز أرخص أيضًا. يتمتع الابتكار بإمكانيات كبيرة ويمكن أن يتنافس بشكل جدي في المستقبل مع الزجاج وألياف الكربون. يعتقد المطورون أن هذه المادة سيكون لها طلب كبير قريبًا في إنتاج الدروع العسكرية، والشاشات فائقة المرونة، والمرشحات، والبطاريات المرنة، والهوائيات الماصة، والوقود الحيوي.

14. أسنان القواقع البطلمية


الصورة: بيكساباي

سبق أن أخبرناكم عن شبكة صيد عنكبوت داروين، والتي كانت تُعرف سابقًا بأنها أقوى مادة بيولوجية على هذا الكوكب. ومع ذلك، أظهرت دراسة حديثة أن البطلينوس هو المادة البيولوجية الأكثر ديمومة التي عرفها العلم. نعم، هذه الأسنان أقوى من شبكة كيروستريس دارويني. وهذا ليس مفاجئا، لأن الكائنات البحرية الصغيرة تتغذى على الطحالب التي تنمو على سطح الصخور القاسية، ومن أجل فصل الطعام عن الصخور، يتعين على هذه الحيوانات أن تعمل بجد. يعتقد العلماء أننا سنكون قادرين في المستقبل على استخدام مثال البنية الليفية لأسنان البطلينوس البحري في الصناعة الهندسية والبدء في بناء السيارات والقوارب وحتى الطائرات عالية القوة، مستوحاة من مثال القواقع البسيطة.

13. ماراجينغ الصلب


الصورة: بيكساباي

فولاذ Maraging عبارة عن سبيكة عالية القوة وعالية القوة مع ليونة وصلابة ممتازة. وتستخدم المادة على نطاق واسع في علم الصواريخ وتستخدم لصنع جميع أنواع الأدوات.

12. الأوسميوم


الصورة: بيريوديكتابليرو / www.periodictable.ru

الأوزميوم أمر لا يصدق عنصر كثيف، وبسبب صلابته ونقطة انصهاره العالية فإنه من الصعب تشكيله. ولهذا السبب يتم استخدام الأوسيميوم حيث تكون المتانة والقوة أكثر قيمة. توجد سبائك الأوزميوم في الاتصالات الكهربائية، والصواريخ، والمقذوفات العسكرية، والمزروعات الجراحية، والعديد من التطبيقات الأخرى.

11. كيفلر


الصورة: ويكيميديا ​​​​كومنز

الكيفلار عبارة عن ألياف عالية القوة يمكن العثور عليها في إطارات السيارات، ووسادات الفرامل، والكابلات، والمنتجات التعويضية وتقويم العظام، والدروع الواقية للبدن، وأقمشة الملابس الواقية، وبناء السفن وأجزاء الطائرات بدون طيار. الطائرات. أصبحت المادة مرادفة تقريبًا للقوة وهي نوع من البلاستيك يتمتع بقوة ومرونة عالية بشكل لا يصدق. قوة الشد للكيفلر أعلى بـ 8 مرات من قوة شد الأسلاك الفولاذية، وتبدأ في الذوبان عند درجة حرارة 450 درجة مئوية.

10. البولي إيثيلين عالي الكثافة ذو الوزن الجزيئي الفائق، ماركة سبكترا فايبر


الصورة: توماس كاستيلازو، www.tomascastelazo.com / ويكيميديا ​​​​كومنز

UHMWPE هو في الأساس بلاستيك متين للغاية. Spectra، وهي علامة تجارية UHMWPE، هي بدورها ألياف خفيفة الوزن ذات أعلى مقاومة للتآكل، وتتفوق 10 مرات على الفولاذ في هذا المؤشر. مثل الكيفلار، يتم استخدام سبكترا في صناعة الدروع الواقية للبدن والخوذات الواقية. إلى جانب UHMWPE، تحظى العلامة التجارية Dynimo Spectrum بشعبية كبيرة في صناعات بناء السفن والنقل.

9. الجرافين


الصورة: بيكساباي

الجرافين هو أحد أشكال الكربون، وشبكته البلورية، التي يبلغ سمكها ذرة واحدة فقط، قوية جدًا لدرجة أنها أصلب 200 مرة من الفولاذ. يبدو الجرافين وكأنه فيلم ملتصق، لكن تمزيقه مهمة شبه مستحيلة. لاختراق ورقة الجرافين، سيتعين عليك لصق قلم رصاص فيها، حيث سيتعين عليك موازنة حمولة تزن حافلة مدرسية بأكملها. حظ سعيد!

8. ورق أنابيب الكربون النانوية


الصورة: بيكساباي

بفضل تكنولوجيا النانو، تمكن العلماء من صنع ورق أرق بمقدار 50 ألف مرة من شعرة الإنسان. إن صفائح أنابيب الكربون النانوية أخف بعشر مرات من الفولاذ، لكن الأمر الأكثر إثارة للدهشة هو أنها أقوى بما يصل إلى 500 مرة من الفولاذ! تعد ألواح الأنابيب النانوية العيانية واعدة جدًا في تصنيع أقطاب المكثفات الفائقة.

7. شبكة معدنية صغيرة


الصورة: بيكساباي

هذا هو أخف معدن في العالم! الشبكة المعدنية الصغيرة هي مادة صناعية مسامية أخف 100 مرة من الرغوة. لكن دعه مظهرلا تنخدع، فهذه الشبكات الصغيرة أيضًا قوية بشكل لا يصدق، مما يمنحها إمكانات كبيرة للاستخدام في جميع أنواع المجالات الهندسية. يمكن استخدامها لصنع ممتصات صدمات وعوازل حرارية ممتازة، كما أن قدرة المعدن المذهلة على الانكماش والعودة إلى حالته الأصلية تسمح باستخدامه لتخزين الطاقة. تُستخدم الشبكات المعدنية الصغيرة أيضًا بنشاط في إنتاج الأجزاء المختلفة لطائرات شركة Boeing الأمريكية.

6. أنابيب الكربون النانوية


الصورة: المستخدم مسترويك / en.wikipedia

لقد تحدثنا بالفعل أعلاه عن الصفائح العيانية فائقة القوة المصنوعة من أنابيب الكربون النانوية. ولكن أي نوع من المواد هذا؟ هذه في الأساس عبارة عن طائرات من الجرافين ملفوفة في أنبوب (النقطة التاسعة). والنتيجة هي مادة خفيفة ومرنة ومتينة بشكل لا يصدق مع مجموعة واسعة من التطبيقات.

5. البخاخة


الصورة: ويكيميديا ​​​​كومنز

تُعرف هذه المادة أيضًا باسم الجرافين الهوائي، وهي خفيفة الوزن للغاية وقوية في نفس الوقت. ويستبدل النوع الجديد من الجل الطور السائل بالكامل بالطور الغازي، ويتميز بالصلابة المثيرة، ومقاومة الحرارة، والكثافة المنخفضة، والتوصيل الحراري المنخفض. بشكل لا يصدق، الجرافين ايروجيل أخف 7 مرات من الهواء! المركب الفريد قادر على استعادة شكله الأصلي حتى بعد الضغط بنسبة 90%، ويمكنه امتصاص كمية من الزيت تزيد بـ 900 مرة عن وزن الهواء الجرافين المستخدم للامتصاص. ربما ستساعد هذه الفئة من المواد في المستقبل في مكافحة ذلك الكوارث البيئيةمثل تسرب النفط.

4. مادة بلا عنوان، طورها معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)


الصورة: بيكساباي

بينما تقرأ هذا، يعمل فريق من العلماء من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا على تحسين خصائص الجرافين. وقال الباحثون إنهم نجحوا بالفعل في تحويل البنية ثنائية الأبعاد لهذه المادة إلى ثلاثية الأبعاد. ولم تحصل مادة الجرافين الجديدة على اسمها بعد، لكن من المعروف بالفعل أن كثافتها أقل 20 مرة من كثافة الفولاذ، وقوتها أعلى 10 مرات من قوة الفولاذ.

3. كاربين


الصورة: سموكفوت

على الرغم من أنها مجرد سلاسل خطية من ذرات الكربون، إلا أن قوة الكارباين أقوى مرتين من قوة شد الجرافين وهي أصعب بثلاث مرات من الماس!

2. تعديل نيتريد البورون وورزيت


الصورة: بيكساباي

وتتكون هذه المادة الطبيعية المكتشفة حديثا خلال ثورات بركانيةوهو أصلب من الألماس بنسبة 18%. ومع ذلك، فهو يتفوق على الماس في عدد من المعايير الأخرى. نيتريد البورون ورتزايت هي واحدة من مادتين طبيعيتين فقط موجودتين على الأرض وهي أصلب من الماس. تكمن المشكلة في وجود عدد قليل جدًا من هذه النتريدات في الطبيعة، وبالتالي ليس من السهل دراستها أو تطبيقها عمليًا.

1. لونسداليت


الصورة: بيكساباي

يُعرف اللونسداليت أيضًا باسم الماس السداسي، ويتكون من ذرات الكربون، ولكن في هذا التعديل يتم ترتيب الذرات بشكل مختلف قليلاً. مثل نيتريد البورون ورتزايت، لونسداليت هو مادة طبيعية متفوقة في صلابة الماس. علاوة على ذلك، فإن هذا المعدن المذهل أصلب بنسبة 58% من الماس! مثل نيتريد البورون ورتزايت، هذا المركب نادر للغاية. في بعض الأحيان يتشكل لونسدالايت أثناء اصطدام النيازك التي تحتوي على الجرافيت بالأرض.

منذ زمن سحيق، كان الناس يستخدمون المعادن المختلفة بنشاط. بعد دراسة خصائصها، أخذت المواد مكانها الصحيح في جدول د. مندليف الشهير. لا يزال العلماء يتجادلون حول مسألة المعدن الذي يجب أن يُمنح لقب الأثقل والأكثر كثافة في العالم. هناك عنصران في التوازن في الجدول الدوري – الإيريديوم والأوسيميوم. لماذا هم مثيرون للاهتمام، واصل القراءة.

لعدة قرون كان الناس يدرسون خصائص مفيدةالمعادن الأكثر شيوعا على هذا الكوكب. يخزن العلم معظم المعلومات حول الذهب والفضة والنحاس. بمرور الوقت، تعرفت البشرية على الحديد والمعادن الأخف وزنا - القصدير والرصاص. في عالم العصور الوسطى، استخدم الناس الزرنيخ بنشاط، وتم علاج الأمراض بالزئبق.

بفضل التقدم السريع، لا تعتبر المعادن الأثقل والأكثر كثافة اليوم مجرد عنصر واحد في الجدول، بل عنصرين في وقت واحد. في الرقم 76 يوجد الأوزميوم (Os)، وفي الرقم 77 هو الإيريديوم (Ir)، تحتوي المواد على مؤشرات الكثافة التالية:

• الأوزميوم ثقيل، بسبب كثافته 22.62 جم / سم مكعب؛
• الإيريديوم ليس أخف كثيرًا - 22.53 جم / سم مكعب.

تشير الكثافة إلى الخصائص الفيزيائيةالمعادن، هي نسبة كتلة المادة إلى حجمها. تحتوي الحسابات النظرية لكثافة كلا العنصرين على بعض الأخطاء، لذلك يعتبر كلا المعدنين اليوم الأثقل.

وللتوضيح، يمكنك مقارنة وزن الفلين العادي بوزن الفلين المصنوع من أثقل معدن في العالم. لموازنة الميزان بسدادة مصنوعة من الأوزميوم أو الإيريديوم، ستحتاج إلى أكثر من مائة سدادة عادية.

تاريخ اكتشاف المعادن

تم اكتشاف كلا العنصرين في فجر القرن التاسع عشر على يد العالم سميثسون تينانت. كان العديد من الباحثين في ذلك الوقت يدرسون خصائص البلاتين الخام ويعاملونه بـ "الفودكا الملكية". تمكن تينانت فقط من اكتشاف مادتين كيميائيتين في الرواسب الناتجة:

• أطلق العالم على العنصر الرسوبي ذو الرائحة المستمرة اسم الكلور الأوزميوم؛
• مادة ذات ألوان متغيرة كانت تسمى إيريديوم (قوس قزح).

تم تمثيل كلا العنصرين بسبيكة واحدة تمكن العالم من فصلها. تم إجراء المزيد من الأبحاث حول شذرات البلاتين من قبل الكيميائي الروسي ك. كلاوس، الذي درس بعناية خصائص العناصر الرسوبية. وتكمن صعوبة تحديد أثقل معدن في العالم في قلة الفرق في كثافته، وهي ليست قيمة ثابتة.

خصائص حية من المعادن الأكثر كثافة

المواد التي تم الحصول عليها تجريبيا هي مساحيق يصعب معالجتها، وتزوير المعادن يتطلب درجات حرارة عالية جدا. الشكل الأكثر شيوعًا لمزيج الإيريديوم والأوسيميوم هو سبيكة الإيريديوم الأوزمي، والتي يتم استخراجها من رواسب البلاتين وطبقات الذهب.

الأماكن الأكثر شيوعًا التي يوجد بها الإيريديوم هي النيازك الغنية بالحديد. لا يمكن العثور على الأوسيميوم الأصلي في العالم الطبيعي، إلا بالتعاون مع الإيريديوم والمكونات الأخرى لمجموعة البلاتين. غالبًا ما تحتوي الودائع على مركبات الكبريت والزرنيخ.

مميزات أثقل وأغلى معدن في العالم

من بين العناصر الجدول الدوريمندليف، يعتبر الأوزميوم هو الأغلى. معدن الفضةمع لون مزرق ينتمي إلى مجموعة البلاتين من المعادن النبيلة مركبات كيميائية. المعدن الأكثر كثافة ولكنه هش للغاية لا يفقد لمعانه تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة.

صفات

• العنصر رقم 76 الأوزميوم لديه كتلة ذرية تبلغ 190.23 وحدة دولية؛
• المادة المنصهرة عند درجة حرارة 3033 درجة مئوية سوف تغلي عند 5012 درجة مئوية.
• معظم مادة ثقيلةتبلغ كثافته 22.62 جم/سم3؛
• بناء شعرية الكريستالله شكل سداسي.

على الرغم من اللمعان البارد المذهل للون الفضي، فإن الأوسيميوم غير مناسب لإنتاج المجوهرات بسبب سميته العالية. ويتطلب ذوبان المجوهرات درجة حرارة مماثلة لسطح الشمس، حيث يتم تدمير المعدن الأكثر كثافة في العالم عن طريق الضغط الميكانيكي.

يتحول الأوسيميوم إلى مسحوق، ويتفاعل مع الأكسجين، ويتفاعل مع الكبريت والفوسفور والسيلينيوم، ويكون تفاعل المادة مع الماء الملكي بطيئًا للغاية. لا يمتلك الأوزميوم مغناطيسية، إذ تميل السبائك إلى الأكسدة وتكوين مركبات عنقودية.

أين يتم استخدامه؟

يتمتع المعدن الأثقل والأكثر كثافة بشكل لا يصدق بمقاومة تآكل عالية، لذا فإن إضافته إلى السبائك يزيد بشكل كبير من قوتها. يرتبط استخدام الأوزميوم بشكل أساسي بالصناعة الكيميائية. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدامه للاحتياجات التالية:

• تصنيع الحاويات المخصصة لتخزين نفايات الاندماج النووي؛
• لتلبية احتياجات علم الصواريخ وإنتاج الأسلحة (الرؤوس الحربية)؛
• في صناعة الساعات لتصنيع حركات النماذج ذات العلامات التجارية؛
• لتصنيع الغرسات الجراحية وأجزاء من أجهزة تنظيم ضربات القلب.

ومن المثير للاهتمام أن المعدن الأكثر كثافة يعتبر العنصر الوحيد في العالم الذي لا يتعرض لعدوان الخليط "الجهنمي" من الأحماض (النيتريك والهيدروكلوريك). يصبح الألومنيوم المتحد مع الأوسيميوم قابلاً للسحب بحيث يمكن سحبه دون أن ينكسر.

أسرار أندر المعادن وأكثرها كثافة في العالم

حقيقة أن الإيريديوم ينتمي إلى مجموعة البلاتين يمنحه خاصية المناعة للعلاج بالأحماض ومخاليطها. في العالم، يتم الحصول على الإيريديوم من حمأة الأنود أثناء إنتاج النحاس والنيكل. بعد معالجة الحمأة باستخدام الماء الملكي، يتم تكلس الراسب الناتج، مما يؤدي إلى استخلاص الإيريديوم.

صفات

أصعب المعدن الفضي الأبيض له مجموعة الخصائص التالية:

• يحتوي عنصر الجدول الدوري إيريديوم رقم 77 الكتلة الذرية 192.22 أمو؛
• المادة المنصهرة عند درجة حرارة 2466 درجة مئوية سوف تغلي عند 4428 درجة مئوية؛
• كثافة الإيريديوم المنصهر - في حدود 19.39 جم/سم مكعب؛
• كثافة العنصر في درجة حرارة الغرفة – 22.7 جم/سم3؛
• ترتبط الشبكة البلورية للإيريديوم بمكعب متمركز حول الوجه.

لا يتغير الإيريديوم الثقيل تحت تأثير درجة حرارة الهواء العادية. نتيجة التكليس تحت تأثير الحرارة عند درجات حرارة معينة هي تكوين مركبات متعددة التكافؤ. يمكن إذابة مسحوق الرواسب الطازجة للإيريديوم الأسود جزئيًا باستخدام الماء الملكي، وكذلك بمحلول الكلور.

منطقة التطبيق

على الرغم من أن الإيريديوم معدن ثمين، إلا أنه نادرًا ما يستخدم في المجوهرات. العنصر الذي يصعب معالجته مطلوب بشدة في بناء الطرق وإنتاج قطع غيار السيارات. تستخدم السبائك ذات المعدن الأكثر كثافة والتي لا تتعرض للأكسدة للأغراض التالية:

• تصنيع البوتقات للتجارب المعملية؛
• إنتاج أبواق خاصة لمنفاخ الزجاج؛
• تغطية أطراف الأقلام وأقلام الحبر الجاف؛
• إنتاج شمعات الإشعال المتينة للسيارات؛

تُستخدم السبائك التي تحتوي على نظائر الإيريديوم في إنتاج اللحام، وفي صناعة الأدوات، وفي زراعة البلورات كجزء من تكنولوجيا الليزر. إن استخدام أثقل المعدن جعل من الممكن إجراء تصحيح الرؤية بالليزر وسحق حصوات الكلى وغيرها من الإجراءات الطبية.

على الرغم من أن الإيريديوم غير سام وغير خطير الكائنات البيولوجية، الخامس بيئة طبيعيةيمكنك العثور على نظائره الخطير – سداسي فلوريد. استنشاق الأبخرة مادة سامةيؤدي إلى الاختناق والموت الفوري.

أماكن التواجد الطبيعي

إن رواسب معدن الإيريديوم الأكثر كثافة في العالم الطبيعي لا تذكر، وهي أصغر بكثير من احتياطيات البلاتين. ويفترض أن يكون الأكثر مادة ثقيلةلقد انتقل إلى قلب الكوكب، وبالتالي فإن أحجام الإنتاج الصناعي للعنصر صغيرة (حوالي ثلاثة أطنان سنويا). يمكن أن تدوم المنتجات المصنوعة من سبائك الإيريديوم لمدة تصل إلى 200 عام، مما يجعل المجوهرات أكثر متانة.

لا يمكن العثور على شذرات من أثقل المعادن ذات الرائحة الكريهة، الأوزميوم، في الطبيعة. في تكوين المعادن، يمكن العثور على آثار من الإيريديوم الأوسمي مع البلاتين والبلاديوم والروثينيوم. تم استكشاف رواسب الإيريديوم الاسمي في سيبيريا (روسيا)، وبعض الولايات الأمريكية (ألاسكا وكاليفورنيا)، وأستراليا وجنوب أفريقيا.

إذا تم اكتشاف رواسب البلاتين، فسيكون من الممكن عزل الأوسيميوم مع الإيريديوم لتقوية وتقوية المركبات الفيزيائية أو الكيميائية لمختلف المنتجات.